MySQL数据库设计规范
2023-04-13 19:48:09 4 举报
AI智能生成
经过多年在银行项目里的实战经验,结合银行DBA上线审核要求,编写了此份《MySQL数据库设计规范》,现特意整理为脑图。它包含【数据库设计】和【SQL编写】两大部分,其中关于索引设计、冗余字段设计、SQL语句规范等等都是根据多年生产项目复盘而来,希望能够给你在编程道路上一些帮助。
作者其他创作
大纲/内容
【数据库设计】库名、表名、字段名
【强制】库名采用26个小写英文字母、数字和下划线组成(字母区分大小写)。
【强制】库的名称格式:业务系统名称子系统名(名称应直观表述业务系统用途),例如:风控系统:loanrisk。
【强制】一般分库名称命名格式是库通配名+编号,编号从0开始递增,比如 upp01 。
【强制】创建数据库和表时使用默认字符集utf8mb4。
【强制】表与表之间的相关联字段名称要求尽可能相同且字符类型必须相同 。
【数据库设计】表结构
【强制】数据库表采用26个小写英文字母、数字和下划线组成(字母区分大小写)。
【强制】同一模块使用的表名尽量使用统一前缀,如'report_',相关模块的表名与表名之间尽量提现join的关系,如user表和user_login表。
【强制】创建表时使用默认字符集为:utf8mb4。
【强制】创建表时必须显式指定表存储引擎类型,如无特殊需求,一律为InnoDB。当需要使用除InnoDB/MyISAM/Memory以外的存储引擎时,必须通过DBA审核才能在生产环境中使用。因为Innodb表支持事务、行锁、宕机恢复、MVCC等关系型数据库重要特性,为业界使用最多的MySQL存储引擎。而这是其他大多数存储引擎不具备的,因此首推InnoDB。
【强制】建表必须有comment
【强制】建表时关于主键:强制要求主键为id,类型为int或bigint,且为unsigned+auto_increment,建议设为其他字段如user_id,order_id等,并建立unique key索引。因为如果设为主键且主键值为随机插入,则会导致innodb内部page分裂和大量随机I/O,性能下降。
【建议】核心表和大数据抽数分析的表(如用户表,金钱相关等)必须有行数据的创建时间字段create_time和最后更新时间字段update_time,便于查问题与增量抽数。
【建议】表中所有字段必须都是NOT NULL属性,业务可以根据需要定义DEFAULT值。因为使用NULL值会存在每一行都会占用额外存储空间、数据迁移容易出错、聚合函数计算结果偏差等问题。
【建议】建议对表里的blob、text等大字段,垂直拆分到其他表里,仅在需要读这些对象的时候才去select。
【建议】反范式设计:把经常需要join查询的字段,在其他表里冗余一份。如user_name属性在user_account,user_login_log等表里冗余一份,减少join查询。
【强制】中间表用于保留中间结果集,名称必须以_tmp结尾。备份表用于备份或抓取源表快照,名称必须以_日期时间_bak开头,中间表和备份表定期清理。
【强制】对于超过100W行的大表进行alter table,必须经过DBA审核,并在业务低峰期执行。因为alter table会产生表锁,期间阻塞对于该表的所有写入,对于业务可能会产生极大影响。
【强制】每个分区表命名为:表+P日期,例如:PARTITION KDPL_ACCT_INT_PYMT_P200215 VALUES LESS THAN ('20200216') ENGINE = InnoDB。
【强制】不同业务表,建议创建不同的数据库,目的是解耦、未来分库。
【强制】单库表个数不超过2000。
【建议】单表大小超过为2G,默认为大表,考虑分区表。
【建议】单表数据量建议控制在1000万以内,否则考虑分区表或分库分表。
【数据库设计】列数据类型优化
【强制】禁止使用外键(由程序保证约束)。
【强制】文本数据禁止使用char存储,使用varchar存储(varchar(1)代表能写一个中文,严格按照需求来规定使用长度)。
【建议】表中的自增列(auto_increment属性),推荐使用bigint类型 + unsigned。
【建议】业务中选择性很少的状态status、类型type等字段推荐使用tinytint或者smallint类型节省存储空间。
【建议】业务中IP地址字段推荐使用int类型,不推荐用char(15)。因为int只占4字节,可以用如下函数相互转换,而char(15)占用至少15字节。一旦表数据行数到了1亿,那么要多用1.1G存储空间。 SQL:select inet_aton('192.168.2.12'); select inet_ntoa(3232236044); PHP: ip2long(‘192.168.2.12’); long2ip(3530427185);
【建议】不推荐使用enum,set。 因为它们浪费空间,且枚举值写死了,变更不方便。推荐使用tinyint或smallint。
【建议】不推荐使用blob,text等类型。它们都比较浪费硬盘和内存空间。在加载表数据时,会读取大字段到内存里从而浪费内存空间,影响系统性能。Innodb中当一行记录超过8098字节时,会将该记录中选取最长的一个字段将其768字节放在原始page里,该字段余下内容放在overflow-page里。不幸的是在compact行格式下,原始page和overflow-page都会加载。
【建议】存储金钱的字段,建议用int,程序端乘以100和除以100进行存取。因为int占用4字节,而double占用8字节,空间浪费。
【建议】时间类型尽量选取datetime。因为timestamp范围为1970-01-01 00:00:01到2038-01-01 00:00:00。更为高阶的方法,选用int来存储时间,使用SQL函数unix_timestamp()和from_unixtime()来进行转换。
【建议】不建议在表中建立预留字段(大表考虑设计预留字段)。
【建议】控制列数量(字段少而精,字段数建议在30以内)。
【数据库设计】索引设计
【强制】InnoDB表必须主键为id int/bigint auto_increment/unsigned,且主键值禁止被更新。
【强制】InnoDB索引类型必须为BTREE。
【强制】经常排序、分组的列应该尽量包含在索引中。
【强制】禁止使用%前缀匹配查询,如 like '%abc' like '%abc%'。
【强制】禁止在频繁dml和选择性低的字段建立索引。
【建议】主键的名称以“pk_”开头,唯一键以“uk_” 开头,普通索引以“idx_”开头,一律使用小写格式,以表名/字段的名称或缩写作为后缀。
【建议】单个表上的索引个数不能超过5个。
【建议】在建立索引时,多考虑建立联合索引,并把区分度最高的字段放在最前面,字段数不允许超过5个。如列userid的区分度可由select count(distinct userid)计算出来。
【建议】在多表join的SQL里,保证被驱动表的连接列上有索引,这样join执行效率最高。
【建议】建表或加索引时,保证表里互相不存在冗余索引。对于MySQL来说,如果表里已经存在key(a,b),则key(a)为冗余索引,需要删除。
【数据库设计】字符集
【强制】数据库本身库、表、列所有字符集必须保持一致,为utf8mb4。
【强制】前端程序字符集或者环境变量中的字符集,与数据库、表的字符集必须一致,统一为utf8mb4。
【数据库设计】程序层DAO设计建议
【建议】新的代码不要用model,推荐使用手动拼SQL+绑定变量传入参数的方式。因为model虽然可以使用面向对象的方式操作db,但是其使用不当很容易造成生成的SQL非常复杂,且model层自己做的强制类型转换性能较差,最终导致数据库性能下降。
【建议】前端程序连接MySQL或者redis,必须要有连接超时和失败重连机制,且失败重试必须有间隔时间。
【建议】前端程序报错里尽量能够提示MySQL或redis原生态的报错信息,便于排查错误。
【建议】对于有连接池的前端程序,必须根据业务需要配置初始、最小、最大连接数,超时时间以及连接回收机制,否则会耗尽数据库连接资源,造成线上事故。
【建议】对于log或history类型的表,随时间增长容易越来越大,因此上线前RD必须建立表数据清理或归档方案。
【建议】在应用程序设计阶段,RD必须考虑并规避数据库中主从延迟对于业务的影响。尽量避免从库短时延迟(20秒以内)对业务造成影响,建议强制一致性的读开启事务走主库,或更新后过一段时间再去读从库。
【建议】多个并发业务逻辑访问同一块数据(innodb表)时,会在数据库端产生行锁甚至表锁导致并发下降,因此建议更新类SQL尽量基于主键去更新。
【建议】业务逻辑之间加锁顺序尽量保持一致,否则会导致死锁。
【建议】对于单表读写比大于10:1的数据行或单个列,可以将热点数据放在缓存里(如redis),加快访问速度,降低MySQL压力。
【SQL编写】DML语句
【强制】SELECT语句必须指定具体字段名称,禁止写成*。因为select *会将不该读的数据也从MySQL里读出来,造成网卡压力且造成过多内存和磁盘IO浪费。
【强制】insert语句指定具体字段名称,不要写成insert into t1 values(…),道理同上。
【强制】事务涉及的表必须全部是innodb表。否则一旦失败不会全部回滚,且易造成主从库同步中断。
【强制】除静态表或小表(100行以内),DML语句必须有where条件,且使用索引查找。
【强制】生产环境禁止使用hint,如sql_no_cache,force index,ignore key,straight join等。因为hint是用来强制SQL按照某个执行计划来执行,但随着数据量变化我们无法保证自己当初的预判是正确的,因此我们要相信MySQL优化器!
【强制】where条件里等号左右字段类型必须一致,否则无法利用索引。
【强制】生产数据库中强烈不推荐大表上发生全表扫描,但对于100行以下的静态表可以全表扫描。查询数据量不要超过表行数的25%,否则不会利用索引。
【强制】WHERE 子句中禁止只使用全模糊的LIKE条件进行查找,必须有其他等值或范围查询条件,否则无法利用索引。
【建议】SELECT|UPDATE|DELETE|REPLACE要有WHERE子句,且WHERE子句的条件必需使用索引查找。
【建议】insert into…values(XX),(XX),(XX)…。这里XX的值不要超过5000个。值过多虽然上线很很快,但会引起主从同步延迟。
【建议】in值列表限制在500以内。例如select… where userid in(….500个以内…),这么做是为了减少底层扫描,减轻数据库压力从而加速查询。
【建议】事务里批量更新数据需要控制数量(1000行进行提交),进行必要的sleep,做到少量多次。
【建议】索引列不要使用函数或表达式,否则无法利用索引。如where length(name)='Admin'或where user_id+2=10023。
【建议】减少使用or语句,可将or语句优化为union,然后在各个where条件上建立索引。如where a=1 or b=2优化为where a=1… union …where b=2, key(a),key(b)。
【建议】分页查询,当limit起点较高时,可先用过滤条件进行过滤。如select a,b,c from t1 limit 10000,20;优化为: select a,b,c from t1 where id>10000 limit 20;。
【SQL编写】多表连接
【强制】禁止跨db的join语句。因为这样可以减少模块间耦合,为数据库拆分奠定坚实基础。
【强制】禁止在业务的更新类SQL语句中使用join,比如update t1 join t2…。
【建议】不建议使用子查询,建议将子查询SQL拆开结合程序多次查询,或使用join来代替子查询。
【建议】线上环境,多表join不要超过3个表。
【建议】多表连接查询推荐使用别名,且SELECT列表中要用别名引用字段,数据库.表格式,如select a.id from db1.table1 a where …。
【建议】在多表join中,尽量选取结果集较小的表作为驱动表,来join其他表。
【SQL编写】事务
【强制】MGR环境禁止超过140M大事务
【建议】事务中INSERT|UPDATE|DELETE|REPLACE语句操作的行数控制在1000以内,以及WHERE子句中IN列表的传参个数控制在500以内。
【建议】批量操作数据时,需要控制事务处理间隔时间,进行必要的sleep,一般建议值2-5秒。
【建议】对于有auto_increment属性字段的表的插入操作,并发需要控制在200以内。
【建议】事务里包含SQL不超过5个(支付业务除外)。因为过长的事务会导致锁数据较久,MySQL内部缓存、连接消耗过多等雪崩问题。
【建议】事务里更新语句尽量基于主键或unique key,如update … where id=XX; 否则会产生间隙锁,内部扩大锁定范围,导致系统性能下降,产生死锁。
【建议】尽量把一些典型外部调用移出事务,如调用webservice,访问文件存储等,从而避免事务过长。
【建议】对于MySQL主从延迟严格敏感的select语句,请开启事务强制访问主库。
【SQL编写】排序和分组
【建议】减少使用order by,和业务沟通能不排序就不排序,或将排序放到程序端去做。order by、group by、distinct这些语句较为耗费CPU,数据库的CPU资源是极其宝贵的。
【建议】order by、group by、distinct这些SQL尽量利用索引直接检索出排序好的数据。如where a=1 order by b可以利用key(a,b)。
【建议】包含了order by、group by、distinct这些查询的语句,where条件过滤出来的结果集请保持在1000行以内,否则SQL会很慢。
【SQL编写】线上禁止使用
【高危】禁用update|delete t1 … where a=XX limit XX; 这种带limit的更新语句。因为会导致主从不一致,导致数据错乱。建议加上order by PK。
【高危】禁止使用关联子查询,如update t1 set … where name in(select name from user where…);效率极其低下。
【强制】禁用procedure、function、trigger、views、event、外键约束。因为他们消耗数据库资源,降低数据库实例可扩展性。推荐都在程序端实现。
【强制】禁用insert into …on duplicate key update…在高并发环境下,会造成主从不一致。
【强制】禁止联表更新语句,如update t1,t2 where t1.id=t2.id…。
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